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Die Kapazität eines Kondensators

Aufgaben: Kapazität eines Kondensators

Aufgabe

Wodurch kann man die Ladungsmenge auf einem angeschlossenen Kondensator erhöhen?

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falsch

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Dies ist die richtige Antwort

Die angelegte Spannung erhöhen

Die Fläche der Platten vergrößern

Den Abstand der Platten verkleinern

Ein Medium mit höherer Dielektrizitätszahl zwischen die Platten bringen

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Aufgabe

Welche dieser Möglichkeiten erhöhen die Kapazität des Kondensators?

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Die angelegte Spannung erhöhen

Die Kapazität ist eine von der angelegten Spannung unabhängige Größe.

Die Fläche der Platten vergrößern

Den Abstand der Platten verkleinern

Ein Medium mit höherer Dielektrizitätszahl zwischen die Platten bringen

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Aufgabe

Ein Plattenkondensator mit Luft zwischen den Platten ist an eine Spannungsquelle der Spannung U angeschlossen und trägt die Ladung Q . Dann wird der Spalt mit einem Dielektrikum mit ε r = 2 gefüllt. Was passiert mit der Ladung?

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Nichts, der Kondensator bleibt mit der Ladung Q geladen

Die Ladung auf dem Kondensator halbiert sich

Die Ladung auf dem Kondensator verdoppelt sich

Durch das Dielektrikum verdoppelt sich die Kapazität des Kondensators, so dass bei konstanter Spannung doppelt so viel Ladung auf den Kondensator passt. Es fliesst also eine Ladungsmenge Q von der Spannungsquelle nach, so dass sich schliesslich 2Q auf dem Kondensator befindet.

Die Spannung halbiert sich

Da der Kondensator an die Spannungsquelle angeschlossen ist, bleibt die Spannung konstant.

Die Spannung verdoppelt sich

Da der Kondensator an die Spannungsquelle angeschlossen ist, bleibt die Spannung konstant.

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Aufgabe

Nun wird der Kondensator von der Spannungsquelle getrennt und das Dielektrikum wieder herausgenommen. Was passiert?

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Nichts, Ladung und Spannung am Kondensator bleiben unverändert

Die Ladung auf dem Kondensator halbiert sich

Da der Kondensator von der Spannungsquelle abgeklemmt ist, kann keine Ladung mehr auf- oder abfließen.

Die Ladung auf dem Kondensator verdoppelt sich

Da der Kondensator von der Spannungsquelle abgeklemmt ist, kann keine Ladung mehr auf- oder abfließen.

Die Spannung am Kondensator halbiert sich

Die Spannung am Kondensator verdoppelt sich

Da der Kondensator von der Spannungsquelle abgeklemmt ist, kann keine Ladung mehr auf- oder abfließen. Die Ladung bleibt also konstant. Durch das Herausziehen des Dielektrikums halbiert sich aber die Kapazität des Kondensators, so dass sich die Spannung verdoppeln muss ( C U = Q = konstant ). Zwischen den Platten des Kondensators herrscht nun also die Spannung 2U.

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